内容正文:
第三节 植物对多种环境信号做出反应
[学习目标] 1.通过对向性运动的学习,理解向性运动是植物对环境信号做出的生长反应。2.通过对光周期现象和春化作用的学习,理解植物的生殖受到光周期及温度的调控。
知识点一 向性运动是植物对环境信号做出的生长反应
1.向性运动的概念、方向和类型
(1)概念:植物受到光、重力等有方向性的环境刺激而引起的生长运动,是植物对环境信号的一种生长反应。
(2)方向:取决于外界刺激的方向。
(3)类型:向光性和向重力性等。
2.向重力性
(1)概念:植物在重力影响下,保持一定方向生长的特性。
(2)体现
①茎的负向重力性:茎总是背离重力方向而向上生长。
②根的正向重力性:根总是顺着重力方向而向下生长。感受重力的细胞在根冠,而进行不对称生长使根向下弯曲的是伸长区的细胞。
(3)原因
可能与生长素有关。
[例] 下列关于植物茎的负向重力性和根的正向重力性的叙述,正确的是( )
A.在根部3→4的运输不需要消耗ATP
B.生长素对2处和6处的作用相同
C.两种现象说明根对生长素的敏感性高于茎对生长素的敏感性
D.两种现象均能体现生长素作用的两重性
解题分析 根部“3→4”和茎部“7→8”的运输为极性运输,属于主动转运,需要消耗ATP,A错误;生长素对2处和6处的作用效果不相同,2处抑制根的生长,6处促进茎的生长,B错误;两种现象高浓度生长素对根是抑制作用,而对茎是促进作用说明根对生长素的敏感性高于茎,C正确;根的向地性能体现生长素作用的两重性,茎的背地性只能体现生长素的促进作用,不能体现两重性,D错误。
答案 C
知识点二 植物的生殖受到光周期及温度的调控
1.光周期对植物开花的调控
(1)光周期和光周期现象
①光周期:一天24 h内昼夜的相对长度。
②光周期现象:生物体对光周期的生理反应。
(2)植物分类
①长日植物:只有当日长超过一定小时数时才能开花的植物。一般在春天或初夏开花,如菠菜、萝卜、生菜等。
②短日植物:只有当日长短于一定小时数时才能开花的植物。一般在夏末或秋冬开花,如烟草、菊花、大豆等。
③日中性植物:开花不受光周期影响,当成熟后,不管日照长短,只要接受了正常生长发育所需的足够的光照就能开花的植物。它们开花可能受到温度等其他因素的影响,如番茄、蒲公英等。
(3)控制植物开花及其他光周期现象的是夜长
①现象
②结论
植物的开花与日照长度无关,而是需要一定时长的持续夜长。短日植物实际是长夜植物,而长日植物实际是短夜植物。
(4)感受光周期变化的部位和物质
①部位:叶片。
②物质:光敏色素——叶片细胞中能够感受夜长的色素。一旦暗期被照光,特别是被红光打断,光敏色素就能捕获到这个信号,从一种形式转变成另一种形式。
(5)光信息的传递
推测通过一种激素——成化素起作用。还可能存在一些大分子有机物参与这个过程的信息传递。
(6)意义
光周期作为信号控制很多植物的开花,这是长期进化的结果。这样各种植物都能在非生物环境条件最佳,有传粉媒介可供利用,并且与其他植物的资源竞争较少时,完成生殖过程,实现物种的延续。
(7)应用
通过人为地控制光照条件来控制植物的花期,可以满足更广泛的需求,创造出更大的经济价值。
2.一些植物(冬小麦等)的开花主要受温度影响
(1)春化作用概念:低温诱导植物开花的过程。
(2)低温对开花的影响,一般可在种子萌发或植株生长的任何时期实现。
(3)感受低温刺激的部位:一般在茎尖。
(4)温度信息的传递
通过产生春化素传递信息。也可能与赤霉素有关。
(5)意义
低温作为信号,影响这些植物的开花,也是进化的结果。经过长期的进化过程,这样一些能够度过寒冷冬季的物种得以延续下来。
[例1] 植物的开花、种子的萌发及休眠都是在一年之中的某一时刻发生的,环境给植物的信号就是所谓的光周期(昼夜的长短),最显著的就是开花过程,根据开花与光周期的关联,可以把植物分为短日植物、长日植物和日中性植物,下图是研究某短日植物的开花与光周期的关系,根据实验分析,错误的是( )
A.控制开花的因素是持续不断夜间的长度,而不是日照的长度
B.在短日植物临近开花季节,夜间照明会使开花时间推迟
C.若将实验植物换成长日植物,则在暗期内不断闪光,长日照植物会推迟开花
D.将菊花(短日照植物)每天遮光数小时,可以使其在夏天开花
解题分析 据图可知,控制开花的因素是持续不间断的黑暗环境,A正确;夜间照明使得黑暗环境中断,变为短夜环境而不开花,因此在短日植物临近开花季节,夜间照明会使开花时间推迟,B正确;若为长日植物,则在暗期内不断闪光,长日照植物会提前开花,C错误;菊花属短日植物,在秋季开花,若使其在夏季开花,应当适当遮光,使光照时间缩短,D正确。
答案 C
[例2] 某些植物必须经过春化作用(用低温诱导)才能开花结实。下